碳纤维增强碱激发矿渣复合材料的性能研究

发布时间：2021-04-15 02:42

　　碱激发胶凝材料与传统水泥相比,生产过程中产生的碳排放量更低,且具备优异的力学性能和耐久性,是极具发展前景的绿色胶凝材料。但凝结时间短、干燥收缩大等缺陷仍限制着该材料的进一步发展与应用。碳纤维作为一种抗拉强度高、耐腐蚀、化学性能稳定的高性能材料,其合理的引入可有效改善碱激发胶凝材料的性能。本文以制备碳纤维增强碱激发矿渣复合材料（CFAASC）为对象,重点研究了碱激发矿渣胶凝材料（AASC）中碳纤维分散性能的改善方法。借助电阻率、流动度、抗折强度、SEM图像与CT扫描等表征手段,对比研究了变换投料顺序、纳米二氧化硅（NS）纤维改性、聚羧酸减水剂（PCS）基体改性对碳纤维分散性能的改善作用。并利用超声技术优化了 NS改善方法,进而分析了碳纤维长度、掺量对CFAASC材料流动性、凝结时间、干燥收缩以及力学性能的影响,从而优化CFAASC材料性能与制备方法。研究结果表明:（1）碱掺量为矿渣质量的5%、水与AASC质量比为0.4时材料力学性能和流动性较好。碱溶液激发矿渣的效果好于碱固体颗粒,通过延长搅拌时间可以消除碱固体颗粒激发矿渣的不利影响;（2）在水中分散碳纤维后与矿渣混合的方法优于直接在矿渣... 

【文章来源】：东北电力大学吉林省

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１文献［４６］中测试超声功率对短切碳纤维分散效果的影响??Ａｋｂａ＃７］等对碳纤维在不同浓度羧甲基纤维素水溶液中进行了预分散

分进行了分析。结果表明，随碳纤维含量的增加电阻率下降，碳纤维的质量??分数为０．６％、羟乙基纤维素的浓度在１．６６％－１．８６％之间对碳纤维的分散最有利，电阻率随??水灰比的增大先增大后减校硅灰可以对碳纤维水泥基复合材料中碳纤维的分散性有良好??的影响，提高ＣＦＲＣ的导电性能。??Ｇａｏ等的研宂对比了不同投料顺序下碳纤维在水泥浆体中碳纤维的分散效果。通过??扫描电镜对碳纤维复合材料的微观结构进行了表征，并通过ＣＴ扫描结合ＣＴ图像灰度－频??率分析的方式对碳纤维的分散进行了定量分析，见图１－２。研宄表明，碳纤维先在溶液中??分散后加入水泥进行搅拌的分散效果比碳纤维直接在水泥浆体中分散的效果好。??１ＭＩＭＷ?■?■■?Ｉ丨丨?■■■，?■■■＿■Ｉ，?■■?＿＿?丨■丨丨?■?丨?■—??＿?Ｃ＇ｃｍｃｒｎ?ｐａｓｔｅ?ｗｉｔｈｏｕｔ?ＣＦ?；??ｎＷＫ．－麵?Ａｆｔｏ－ｍＬｘｍｇｍｒｔｈｏｄ?ＫＢ３Ｊ???篇ｄ???：：２＾７］Ｊ……ＴＴ＇＾ＴＯ?Ｔ＂??．ａＫＫ．?ｉ?ｆｌｊｆ??１?．?！??＝?；?Ｉ?！?Ｍ??５?，?丨?＿＿??二?，??厕－?＾?２?４?６?，?Ｓ〇?１２?１４?Ｈ?２２????ｒ－￣－??°ｒａｙｖａｌｕｅ???ｉＰｃ＾ｏ?｜??Ｐｅａｋ?Ｆ?Ｐｅａｋ?Ｇ?；?、??Ｊ．叫一，．．■．，??０?５０?ｌ（Ｍｉ?１５０?２００?２５０??Ｇｒａｙｓｃａｋ??图１－２文献［５０］中通过ＣＴ扫描图片的灰度－频率对碳纤维分散进行定量分析??Ｗａｎｇ等＿以ＣＴ扫描结合光学显微镜测定不同组分

东北电力大学工程硕士学位论文??１．３．２技术路线??本文的技术路线如图１－３所示：??碱胶比／用水量?力学性能测试???制备方法?＿?流动度测试一制备碱激发??ＮＳ分散方法?￣?凝结时间测试胶凝材料基体??ＰＣＳ、ＮＳ用量?显微镜观测ＮＳ分散??丨断圪流动度测试?，?＝?，??Ｊ＋Ｓｒｉｉｌｗ?＊抗折强度测试一?１?分散方法??ＭＮＳＭｉｒｍ＾ｍ?ｓＥＭ／ｃｔ?扫描??Ｖ??Ｖ?????―＂￣￣流动度测Ｉ试?，?１????＞收缩性测试材料性能研宄??力学性能测试??变换ＰＣＳ／ＮＳ掺量?流动度测试?碱激发碳纤维复合??调整用水量?力学性能测试￣＊材料配合比调整丨??图１－３本文技术路线图??１．３．３本文的创新点??本文的创新点主要如下：??对比研宄了变换投料顺序、纳米二氧化硅纤维改性、聚羧酸减水剂调整基体三种手段??对碳纤维分散性能的影响。并利用超声技术优化了纳米二氧化硅改善方法，研究成果致力??改善及优化碳纤维在碱激发基体内的分散性能，从而制备性能优异的碳纤维增强碱激发复??合材料。??－１０－??


本文编号：3138515